Будова та принцип дії релаксометра РМ-5

Кожну випробувану нитку 2 (див. рис. 6.2) закріплюють у нерухомому затиску 4 і затиску 1, що підвішується до блоку 10 і урівноважується противагою 7. Деталі 5, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19 здійснюють навантаження нитки. Під дією маси шлифт 12 тисне на палець 11, обидва блоки 9 і 10 повертаються проти ходу годинникової стрілки, передають зусилля на нитку і розтягують її.

За допомогою підйомної системи 15,16 блоки 9 і 10 розчіплюються. Роз'єднуючись, блоки звільняють нитку від навантаження. У цьому випадку можна спостерігати за швидкозворотнім та повільнозворотнім подовженням. Зміну довжини нитки під час дослідів можна простежити за допомогою стрілки 13 по шкалі 14. Зусилля для нитки встановлюють поворотом зірочки 6. Для проведення дослідів ниток у рідині релаксометр додатково обладнаний склянкою 3.

При проведенні дослідів рекомендуються наступні параметри:

 

Затискна довжина, мм
Навантаження (від розривного), %	5 - 25
Тривалість дії навантаження, хв.
Час після розвантаження до вимірів пружної деформації, с.	до 5
Час відпочинку після розвантаження випробуваної проби, хв.
Число дослідів	5 - 10
Примітка: для віскозної нитки час під навантаженням збільшується до 240 хв., після зняття навантаження – до 180хв.

 

На релаксометрі одночасно можна випробувати 5 проб. Для ниток, що мають велике подовження, затискна довжина складає 200мм.

Для побудови графічної залежності в осях координат «відносне подовження – час» для відліку деформації записи ведуть через 0,5, 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60, 120, 180, 240хв., відраховуючи від моменту відкриття підйомної системи. Після зняття навантаження записи ведуть у тій же послідовності. Дані дослідів заносять у таблицю 6.1.

Таблиця 6.1

Найменування проби _____________________________________

Величина навантаження __________________________________

 

№ зразка	Подовження, мм
Під навантаженням, через певний час, хв.	Після зняття навантаження, через певний час, хв.
0,04	0,5								0,04	0,5

 

У звіті необхідно навести принципову схему релаксометру РМ-5, привести методику проведених досліджень. Результати дослідження занести в таблицю 6.1, побудувати графічну залежність подовження – час. Здійснити розрахунок компонентів деформації за формулами (6.2-6.13).

 

 

Контрольні запитання

1. Які будову та принцип дії має релаксометр РМ-5?

2. Поясність методику визначення складових часток деформацій ниток та пряжі.

3. Які деформації являються умовними, а які істинними? Поясніть, чому.

4. Яке значення складових часток деформації у процесі виготовлення одягу та його експлуатації?

 

 

Практична робота № 7

Визначення характеристик ниток при багатократному розтягуванні

Мета роботи: Вивчити методики випробувань ниток на багатократне розтягування на пульсаторі.

Завдання

1. Вивчити методику визначення основних характеристик, що отримують при багатоциклових випробуваннях: витривалості, межі витривалості, залишкової циклічної деформації.

2. Ознайомитись з будовою та принципом дії пульсаторів для ниток типу ПН-5.

3. Відібрати проби ниток різних видів та підготувати пульсатор для проведення випробувань при відповідних параметрах.

4. Провести випробування та обробити результати.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Процес поступового місцевого порушення структури матеріалів (у даному випадку ниток), який проходить в результаті тривалої безперервної чи багатократно перервної (циклічної, що чергується з розвантаженням) дії на них напружень, називається стомленням матеріалу, а результат цього процесу, тобто місцеве руйнування структури – втомою. Порушення структури зазвичай розвивається на тих малих ділянках (зонах) ниток, де спостерігається неправильне розташування структурних елементів (волокон та елементарних ниток), маються утонення та потовщення і т.д. та де легко відбуваються зсуви.

В підсумку порушення структури викликає руйнування – розривання матеріалу (втрата їм “суцільності”). Втома, яка викликається тривалою безперервною дією напруг, називається статичною, а багатократною перервною дією напруг – динамічною.

Витривалість (n_p) при багаторазовому розтягуванні – кількість циклів багаторазового розтягування, яке витримує проба до моменту руйнування. Іноді ця характеристика замінюється іншою – довговічністю (τ_р) при багаторазовому розтягуванні – це проміжок часу від початку багаторазового розтягування проби (при заданих деформаціях чи зусиллях) до її руйнування.

Відносна залишкова циклічна деформація при багаторазовому розтягуванні (ε_з.ц.) – це деформація, що накопичується за деяке число безперервних циклів, які прикладаються до елементарної проби матеріалу (нитки). Вона виражається відношенням накопиченої при випробуваннях залишкової деформації (l_з.ц.) до затискної довжини (L₀):

(7.1)

Межа витривалості при багаторазовому розтягуванні (ε_в.) – це найбільше значення заданої циклічної деформації, при якій витривалість проби матеріалу (нитки) досягне найбільшої величини (порядку 10⁴ та більше циклів).

МЕТОДИКА ВИКОННАННЯ РОБОТИ

Для визначення багатоциклових характеристик при розтягуванні пряжі та швейних ниток застосовуються пульсатори ПК-3 та ПН-5. Обидва прилади працюють за принципом сталості заданої циклічної деформації. Одночасно можна проводити випробування 5 проб. При роботі на приладі ПК-3 нитки закріплюють у верхньому 5 та нижньому 10 затисках (рис. 7.1.). Верхні затиски здійснюють зворотно-поступальний рух по направляючим 6 від електродвигуна 1 через редуктор, ексцентрик та товкач. Довжину проб до 500мм обирають в залежності від задачі випробувань, переміщуючи рухому балку 11 вертикально та контролюючи за шкалою 8. За допомогою механізму 13 встановлюють амплітуду відстані (1-25мм). Частоту циклів розтягування та статичне навантаження (зусилля) 12 на проби встановлюють рукояткою 14. Деталі 2, 3, 4, 10, 13, 14 приладу забезпечують циклічне розтягування ниток, які досліджуються. Розрізняльна здатність приладу ПК-3 – 0-700 циклів за хвилину. Для запису діаграми зростання залишкової циклічної деформації заправляють міліметровий папір у діаграмний прилад та встановлюють самописець. Вмикають прилад та лічильники. По мірі зростання залишкової циклічної деформації під дією важелів рейки 9 опускаються. Максимальне переміщення рейки 170 мм. Після досягнення 1000 циклів розтягування знімають показання залишкової циклічної деформації проби. При обриванні проби прилад автоматично зупиняється. Показання числа циклів багатократного розтягування знімають з лічильників 15. Результати випробувань заносять до таблиці 7.1.

 

Таблиця 7.1

Проба	Задана амплітуда, мм	Частота циклів, с^-1	Залишкова циклічна деформація після 1000 циклів, мм	Залишкова циклічна деформація при руйнуванні проби, мм	Показання лічильника, цикли
Найменування	Поряд-ковий номер

 

При випробуваннях ниток на приладі ПН-5 (рис.7.2) встановлюють наступні параметри:

 

Затискна довжина проби, мм
при εр <30%
при εр >30%
Задана циклічна деформація, %	0,25-9
Розрізняльна величина навантаження, сН	20-300
Статичне зусилля Рр, %	25-30
Частота циклів, хв^-1	0-1000

Для заправки проби у верхній 7 та нижній 16 затиски їх фіксують засувкою 6, замком 18 та упором 13. Встановлюють задану циклічну деформацію по шкалам синусної голівки. Для цього провертають голівку таким чином, щоб мікрометричний мікрометричний гвинт знаходився праворуч.

Послаблюючи стопорний гвинт 2, встановлюють верхній затиск 7 на необхідну величину ходу по шкалі. За допомогою гвинта 3 проводять більш точніше регулювання, а потім затягують стопорний гвинт 2.

Спочатку вибирають середню за значенням циклічну деформацію, яка відповідає витривалості 3-5 тис. циклів. Для наступних випробувань величину деформації збільшують на 0,25-0,5% та на 0,5-1% вище та нижче середніх значень.

Далі встановлюють статичне зусилля для проби, яке дорівнює 25-30% від розривного. Після закріплення проби у верхньому затиску на її вільну кінцівку підвішують вантаж попереднього навантаження, потім закріплюють пробу у нижньому затиску. Показання лічильнику циклів встановлюють на нуль. Натискаючи кнопку “Пуск”, одночасно повертають ручку лічильнику спочатку проти годинникової стрілки до відмови, а потім плавно за годинниковою стрілкою до необхідного числа циклів. Встановлюють частоту циклів випробувань 250 хв^-1, затиск 7 обережно знімають з засувки 6, що забезпечує контакт товкача 5 з синусною голівкою. Натискуючи на язичок фіксатору 19, опускають замок 1 8, у результаті чого нитка оказується під натягом.

Комплекс деталей (синусна голівка) 8-11 за допомогою товкача 5 забезпечує зворотно-поступальний рух верхнього затиску 7. Деталі 12, 15-20 здійснюють вибірку деформації, підрахунок числа циклів та автоматична зупинка приладу у момент обриву нитки.

Прилад починає рухатись від електродвигуна 1 за допомогою клино-ремінної передачі через валик 4. Одночасно вмикається лічильник циклів. При обриванні нитки замок 18 з вантажами 14 падає на нижній упор 21 та зупиняє лічильник. Прилад вимикають. Величину залишкової циклічної деформації фіксують по опусканню нижнього затиску спеціальною лінійкою. Результати випробувань заносять у таблицю 7.1.

Звіт повинен містити: методику проведення випробувань; результати випробувань, що занесені до таблиці; графік залежності витривалості ниток від заданої циклічної деформації.

 

 

Контрольні запитання

1. Що вам відомо про методику та параметри випробувань ниток та пряжі при багатократному розтягуванні?

2. Які прилади застосовуються для визначення багатоциклових характеристик при розтягуванні? Поясніть принцип їх дії.

3. Яке значення багатоциклових характеристик пряжі та швейних ниток при багатократному розтягуванні у процесі експлуатації одягу?

 

 

Практична робота № 8

Визначення витривалості пряжі та швейних ниток при багатократному згинанні

Мета роботи: Вивчити методики випробувань пряжі та ниток при багатократному згинанні

Завдання

1. Ознайомитись з будовою приладів, що застосовуються для випробувань пряжі та швейних ниток при багатократному згинанні.

2. Засвоїти методику випробування пряжі та ниток при багатократному згинанні.

3. Вивчити вплив зовнішніх факторів на багатоциклові характеристики.

4. Вибрати значення параметрів та провести випробування проб матеріалу.

 

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

На волокна та нитки при переробці у виріб, під час експлуатації останнього, часто діють знакозмінні деформації згинання, внаслідок чого в них виникає стомлення – процес поступового місцевого порушення структури матеріалу. Результат цього процесу, тобто місцеве порушення структури матеріалу, називається втомою. Тому визначення стійкості волокон та ниток до згинання являється важливим видом випробувань серед інших методів досліджень їх механічних властивостей. Згинання відбувається майже завжди на ділянках волокна або нитки з нормальною структурою та сигналізує про зміни у будові всієї складової їх матеріалу (наприклад, після хімічних дій, при сильному нагріванні та інших обробках, що руйнують структуру матеріалу). Для визначення стійкості текстильних матеріалів до деформації згинання застосовуються наступні характеристики.

Витривалістьпри багаторазовому згинанні (n_з) – здатність зразку чинити опір втомі, яка виражається кількістю циклів багатократного згинання, за заданих деформації або зусилля, що витримує проба на момент зруйнування.

Довговічністьпри багаторазовому згинанні (τ_р) – час від початку багатократного згинання проби при заданих деформації або зусиллю, до її руйнування. Ця характеристика пов’язується з витривалістю відношенням (8.1):

(8.1)

де ω – частота деформацій згинання (число циклів згинання за одиницю часу).

Іноді оцінюють здатність матеріалу витримувати певну задану витривалість, тобто не руйнуватися до деякого конкретного числа циклів згинання при визначених параметрах випробувань.

 

МЕТОДИКА ВИКОННАННЯ РОБОТИ

На приладі ДР-5 (рис.8.1) одну кінцівку проби 1 закріплюють у верхньому затиску 2, який обертається навколо своєї осі 3 на кут 180°. Губки затиску зі скошеними щічками виготовлені з матеріалу зниженої твердості. Частота коливання затиску 200 хв^-1.

Другий кінець проби заправлений у нижній затиск 4, закріплений на рейці 5, до якої прикладене статичне навантаження (зусилля) 6. Натискаючи на кнопку “Пуск”, включають прилад. Після розірвання проби прилад автоматично зупиняється. Показання лічильника заносять у таблицю 8.1.

Звіт повинен містити принципову схему приладу, методику випробувань проби, параметри випробувань, графік залежності витривалості при багаторазовому згинанні від значень величин статичних навантажень Р_ст та таблицю 8.1.

 

 

Таблиця 8.1

Проба	Кут обертання затиску, град	Частота циклів, хв^-1	Статичне навантаження проби, кН	Показання лічильника, цикли	Довговічність, с при багаторазовому згинанні
Найменування	Поряд-ковий номер

Контрольні запитання

1. Поясність будову та принцип дії згиначів, які застосовуються для випробування пряжі та швейних ниток?

2. Що ви знаєте про методику та параметри випробувань пряжі та швейних ниток при багаторазовому згинанні?

3. Яке значення показника витривалості при багаторазовому згинанні у процесі виготовлення та експлуатації виробів?

 

 

Практична робота № 9

Визначення нерівноважності та жорсткості при скручуванні пряжі та швейних ниток

Мета роботи: Вивчити методики визначення нерівноважності та жорсткості ниток при скручуванні

Завдання

1. Визначити нерівноважність та жорсткість ниток, різних за лінійною густиною, круткою та сировинним складом.

2. Проаналізувати за отриманими даними залежності нерівноважності та жорсткості ниток при скручуванні від їх структури.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Одноциклові випробування ниток при крученні дають можливість вивчати їх нерівноважність та жорсткість. Рівноважні нитки мають мінімальний крутний момент і в процесі виготовлення одягу не утворюють скрутин, дають менше обривів, знижують можливий пропуск стібків. Виникнення крутного моменту у швейних нитках обумовлюється виникненням у процесі скручування деформації крутки та деформації розтягування, оскільки складові волокна та нитки розташовані при цьому по гвинтовим лініям з різним радіусом кривизни. Це призводить до появи швидкозворотньої, повільнозворотньої та залишкової деформації. Внаслідок зникнення зворотних деформацій скручені волокна та нитки прагнуть розкрутитися – виникає розкручуючий момент. На величину розкручуючого моменту впливає крутка, волокнистий склад та лінійна густина ниток.